- Nazwa przedmiotu:
- Fizyka II
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. / Roman Rumianowski/ adiunkt
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Budownictwo
- Grupa przedmiotów:
- Wspólne dla wydziału
- Kod przedmiotu:
- WN2A_02
- Semestr nominalny:
- 2 / rok ak. 2020/2021
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- Wykład 10h; Ćwiczenia 10h;
Przygotowanie się do zajęć 10h;
Zapoznanie się ze wskazaną literaturą 15h;
Przygotowanie do zaliczenia 5h;
Przygotowanie do egzaminu 25h;
Razem 75h = 3 ECTS
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- Wykłady - 10h; Ćwiczenia - 10h; Razem 20h = 0,8 ECTS
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 0
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład150h
- Ćwiczenia150h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- -
- Limit liczby studentów:
- Wykład: min. 15; Ćwiczenia: 15 - 30
- Cel przedmiotu:
- Celem przedmiotu jest pogłębienie wiedzy z fizyki drgań układów mechanicznych, elektrycznych i atomowych oraz ruchu falowego w ośrodkach sprężystych
Student posiądzie wiedzę pozwalającą mu opisać analitycznie i rozwiązać równania ruchu dla układów drgających prostych, tłumionych i wymuszonych. Będzie potrafił obliczyć częstości drgań własnych układów drgających.
Student pozna fizyczne podstawy zagadnienia tłumienia drgań konstrukcji budowlanych.
- Treści kształcenia:
- W1 - DYNAMICZNE RÓWNANIE RUCHU
Siły zależne od położenia, prędkości i czasu
Ruch z uwzględnieniem oporów
Równanie Lagrange'a i równanie Newtona
Symulacja komputerowa ruchów - przykłady analizy numerycznej
W2 - DRGANIA HARMONICZNE
Oscylator mechaniczny, elektryczny, atomowy i jadrowy
Równanie drgań. Wielkości charakteryzujące ruch drgający
W3-Oscylator mechaniczny i drgający obwód elektryczny
Drgania cząsteczki dwuatomowej
Symulacja komputerowa drgań układów złożonych
W4 - SKŁADANIE DRGAŃ
Drgania współliniowe spójne
Drgania wzajemnie prostopadłe. Figury Lissajous
Przykłady składania drgań o różnych amplitudach i fazach początkowych
W5 - DRGANIA TŁUMIONE - GASNĄCE
Równanie ruchu harmonicznego tłumionego
Słabe tłumienie. Logarytmiczny dekrement tłumienia
Silne i bardzo silne tłumienie
Tłumienie krytyczne
W6 -Symulacja komputerowa drgających układów tłumionych - analiza numeryczna
W7 - DRGANIA WYMUSZONE
Równanie drgań
Stany ustalone. Słabe tłumienie
Rezonans. Krzywa rezonansowa
Symulacja komputerowa drgań wymuszonych - analiza numeryczna
W8 - FALE W OŚRODKACH SPRĘŻYSTYCH
Klasyfikacja fal
Fale mechaniczne. Fale dźwiękowe
Równanie fali. Prędkość fazowa i grupowa
Fale biegnące i stojące. Echo i pogłos
Interferencja fal, dudnienie
Dyspersja fal
W9 - FALE TŁUMIONE
Równanie fali tłumionej
Fale dźwiękowe tłumione
Ultra i infradźwięki
Zjawisko Dopplera
Fale mechaniczne i elektromagnetyczne
W10- Fizyczne podstawy tłumienia drgań konstrukcji budowlanych
C1 - Rozwiązywanie dynamicznego równ. ruchu dla sił zależnych od położenia
C2 - Rozwiązywanie dynamicznego równ. ruchu dla sił zależnych od prędkości
C3 - Analiza matematyczna mechanicznych układów drgających prostych
C4 - Obliczanie charakterystyk prostych układów drgających
C5 - Składanie drgań o różnych fazach i amplitudach.
C6- Analiza matematyczna mechanicznych układów drgających tłumionych
C7 - Analiza matematyczna układów drgających z siłą wymuszającą
C8 - Analiza układów tłumionych z siłą wymuszającą. Krzywa rezonansowa.
C9 - Analiza matematyczna interferencji fal podłużnych i poprzecznych
C10- Kolokwium
- Metody oceny:
- 1. Treści przedmiotu Fizyka II są realizowane poprzez wykład i ćwiczenia rachunkowe
2. Na pierwszych zajęciach prezentowany jest studentom regulamin przedmiotu, a w nim cel i zakres merytoryczny prowadzonych zajęć dydaktycznych, założone efekty uczenia się, harmonogram etapowej i/lub końcowej weryfikacji osiągnięcia efektów, uczenia się, w szczególności terminów sprawdzianów pisemnych oraz terminów złożenia samodzielnej pracy semestralnej, listę zalecanej literatury, terminy i miejsce konsultacji z uwzględnieniem terminów planowych zajęć studentów.
3. Ćwiczenia rachunkowe są obligatoryjne. Na każdych zajęciach sprawdzana jest obecność studenta. Dopuszczalny limit nieobecności w semestrze to dwie nieobecności. Większa ilość nieobecności może zostać usprawiedliwiona po przedstawieniu zwolnienia lekarskiego.
4. Student w semestrze pisze jedno kolokwium na ćwiczeniach. Z kolokwium może uzyskać 40pkt. Student ma prawo pisać jedno kolokwium poprawkowe. Na kolokwiach student korzysta z kalkulatora naukowego
5. W trakcie semestru student przygotowuje samodzielnie pracę semestralną z symulacji komputerowych drgań harmonicznych. Parametry do swojej symulacji otrzymuje od prowadzącego na początku semestru. Pracę należy oddać do końca zajęć w semestrze. Praca jest oceniana maksymalnie za 10pkt.
6. Ćwiczenia są zaliczone jeżeli student uzyskał ze sprawdzianu i pracy semestralnej co najmniej 25pkt. Zaliczenie ćwiczeń: 0-24pkt-2,0; 25-29pkt-3,0; 30-34pkt-3,5; 35-39pkt-4,0; 40-45pkt-4,5; 46-50pkt-5,0.
7. Egzamin z wykładu za 50pkt. : 0-24pkt-2,0; 25-29pkt-3,0; 30-34pkt-3,5; 35-39pkt-4,0; 40-45pkt-4,5; 46-50pkt-5,0.
8. Ocena łączna jest określana na podstawie sumy punktów z wykładu i ćwiczeń:
0 – 49 pkt. 2.0
50– 59pkt. 3.0
60 – 69pkt. 3.5
70– 79 pkt. 4.0
80 – 89pkt. 4.5
90 – 100pkt. 5.0
9. Na rejestrowanie dźwięku i obrazu przez słuchaczy w trakcie zajęć należy uzyskać zgodę prowadzącego zajęcia. W przypadku uzyskania takiej zgody zarejestrowane materiały nie mogą być udostępniane publicznie
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- 1.T. Kucharski-„Drgania mechaniczne” WNT 2004,
2. W.Bogusz, J. Grabarczyk, F. Krok-„Podstawy fizyki” Oficyna Wydawnicza PW 2010,
3. A.Śliwiński-„ Ultradźwięki i ich zastosowania” WNT 2001
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
- brak
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka W01_02
- 1. Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zasad dynamiki 2. Umie zastosować i rozwiązać dynamiczne równanie ruchu do opisu prostego układu drgającego. 3. Potrafi rozwiązać i zinterpretować rozwiązanie równań ruchu dla układów tłumionych. 4.Potrafi opisać matematycznie fale biegnące istojące, podłużne i poprzeczne w ośrodkach sprężystych. 5. Umie numerycznie za pomocą symulacji komputerowej modelować układy drgające z uwzględnieniem oporów.
Weryfikacja: Pisemny egzamin testowy (W1, W2, W10); Kolokwium (C10)
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
B2A_W01_02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_WG.o
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka U09_01
- Potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania praktycznych zadań inżynierskich z obszaru drgań metody analityczne i eksperymentalne.
Weryfikacja: Pisemny egzamin testowy (W1, W2, W4)
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
B2A_U09_01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
III.P7S_UW.o
- Charakterystyka U11_01
- Potrafi formułować i testować hipotezy związane z problemami inżynierskimi i prostymi problemami badawczymi.
Weryfikacja: Kolokwium (C10)
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
B2A_U11_01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
III.P7S_UW.o
- Charakterystyka U18_01
- Zna fizyczne podstawy tłumienia drgań konstrukcji budowlanych
Weryfikacja: Pisemny egzamin testowy (W10)
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
B2A_U18_01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
III.P7S_UW.o
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka K02_01
- Rozumie wpływ drgań, wibracji i hałasu na środowisko człowieka
Weryfikacja: Pisemny egzamin testowy (W3, W4, W10)
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
B2A_K02_01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_KR